集成与微纳光子学

课程编码：280216085408P2001 英文名称：Integrated and Micro-nano Photonics 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：陈效双等

本课程是集成与微纳光子学，课程简介：集成与微纳光子学在微电子学和光子学基础上，采用集成方法研究和发展光学器件与混合光学-电子学器件的一门新学科。
教学目的：研究在微纳尺度下光与物质相互作用的规律及其光的产生、 传输、调控及其在光子辐射、光电探测和传感等方面的应用。
教学要求：（1）建立基于波动光学、半导体光电子学、薄膜光学和导波光学等的集成与微纳光子学理论基础；
（2）通过薄膜技术和微电子、微纳光子器件加工工艺等的讲授，了解现代微纳光子学及光电子学的制备过程与关键技术；
（3）掌握基于微纳光学与光电子学光场调控、电场调控及其联合调控的基本方法与理论；
（4）了解集成与微纳光子学在光纤通信、光信息处理、光存储、光子发射与探测等领域的应用；

电动力学或电磁场与电磁波、光学等

第一章 集成与微纳光子学概述 2.0学时
第1节 光子学研究的起源、历史发展、里程碑事件
第2节 纳米光子学的建立、发展与前沿趋势
第二章 光的干涉与衍射 6.0学时
第1节 光波基本性质及其介质中的传播
第2节 光的干涉-基本原理与典型器件
第3节 光的衍射-基本原理与典型器件
第三章 光子晶体 12.0学时
第1节 光子晶体的发现与概念
第2节 光子晶体的基本特性
第3节 光子晶体带隙的产生
第4节 光子禁带的打开与缺陷调控
第5节 光子晶体与传统固体结构的区别与联系
第6节 光子晶体的制备与应用
第四章 表面等离激元 6.0学时
第1节 等离激元的概念与内涵
第2节 基本特性与激发方式
第3节 等离激元表征方法与前沿进展
第五章 超材料与负折射 6.0学时
第1节 超材料的概念与内涵
第2节 负折射的存在可行性与数学推导
第3节 负折射的性质与应用
第六章 超表面 5.0学时
第1节 超表面的概念与内涵
第2节 广义斯涅耳定律
第3节 超表面的前沿进展
第七章 数值模拟方法 6.0学时
第1节 数值仿真的概念、内涵与方法概述
第2节 时域有限差分方法
第3节 有限元方法
第八章 微纳工艺介绍 6.0学时
第1节 微纳加工的简介
第2节 传统光刻与电子束曝光
第3节 镀膜介绍
第4节 湿法与干法刻蚀
第九章 光波导 6.0学时
第1节 金属波导
第2节 介质平板波导
第3节 光纤
第十章 光子辐射与探测技术 5.0学时
第1节 光子辐射基本原理与器件
第2节 光子探测基本原理与器件

陈效双，男，现任中科院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，国务院政府特殊津贴获得者，百千万人才国家级人选，国家杰出青年基金获得者，2000年入选中国科学院“百人计划”。陈效双研究员1995年毕业于南京大学，获得博士学位，毕业后进入中国科学院上海技术物理研究所工作，期间赴韩国高等研究院(Research Fellow)，德国韦尔兹堡大学（洪堡研究员），日本东京大学（特别研究员）等研究机构从事科学研究工作。陈效双研究员主要从事半导体红外光电子材料、器件和光子人工带隙微结构的光子性质研究工作。
李冠海，男，研究员，博导，工作于中国科学院上海技术物理研究所，主要从事人工微结构光场调控物理及其红外探测增强，介质超表面及其发光应用等研究。入选国家基金委优青、中国科学院青年创新促进会优秀会员、上海市青年科技启明星、浙江省杰青等，担任J Phys D: Appl Phys顾问委员会委员、Frontiers in Photonics期刊副主编等。以第一或通讯作者在包括Science Advances、Nature Communications、Light-Science&Applications等高水平期刊发表论文50余篇。承担基金委、科技部纳米专项、国防创新特区等多项研究项目。